基于石墨烯与磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法技术

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯和磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法，主要用于改善氮化镓材料质量。其生长步骤是：(1)在蓝宝石衬底上转移一层石墨烯；(2)在石墨烯上磁控溅射氮化铝成核层；(3)在表面进行热处理；(4)生长氮化铝过渡层；(5)生长低V-Ш比氮化镓层；(6)生长高V-Ш比氮化镓层；本发明专利技术的氮化镓的优点在于，结合了石墨烯和磁控溅射氮化铝，具有材料质量好，适用衬底范围大的优点，可用于制作氮化镓外延层及器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子
，更进一步涉及微电子
中的一种基于石墨烯与磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法。本专利技术可用于制作氮化镓及其器件。
技术介绍
以氮化镓为代表的第三代宽禁带半导体材料由于禁带宽度大、电子迁移率高、击穿电场大等优势在光电器件和电子器件等领域有广泛的应用。但是由于氮化镓材料与衬底之间存在较大的晶格失配和热失配，所以异质外延得到的氮化镓往往具有很高的位错密度，这些位错极大地限制了氮化镓基器件的性能和可靠性。因此，低位错密度氮化镓材料的外延生长一直是氮化镓研究中的关键技术。所以，生长高质量氮化镓是制作微波功率器件的关键。苏州纳维科技有限公司和中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所共同申请的专利“一种III族氮化物衬底的生长方法、衬底以及LED”(申请号：201110078131.8，公布号：CN102201503A)中公开了一种III族氮化物衬底的生长方法。该方法的具体步骤如下：(1)在支撑衬底(铜)表面生长石墨烯层；(2)在石墨烯层通过MOCVD外延I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于石墨烯和磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法，包括如下步骤：(1)转移石墨烯：(1a)采用化学气相淀积法，在金属衬底上生长单层石墨烯；(1b)将单层石墨烯置于1M氯化铁和2M盐酸的混合溶液中12小时；(1c)去除金属衬底后将单层石墨烯转移到α面Al2O3衬底上，得到覆盖石墨烯的Al2O3衬底；(2)磁控溅射氮化铝：(2a)将覆盖石墨烯的Al2O3衬底置于磁控溅射系统中，反应室压力为1Pa，通入氮气和氩气5min；(2b)以5N纯度的铝为靶材，采用射频磁控溅射工艺，在覆盖石墨烯的Al2O3衬底上溅射氮化铝薄膜，得到溅射氮化铝的基板；(3)热处理：(3a)将溅射氮化铝的基板置于金属有机物化学气相...

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯和磁控溅射氮化铝的氮化镓生长方法，包括如下步骤：
(1)转移石墨烯：
(1a)采用化学气相淀积法，在金属衬底上生长单层石墨烯；
(1b)将单层石墨烯置于1M氯化铁和2M盐酸的混合溶液中12小时；
(1c)去除金属衬底后将单层石墨烯转移到α面Al2O3衬底上，得到覆盖
石墨烯的Al2O3衬底；
(2)磁控溅射氮化铝：
(2a)将覆盖石墨烯的Al2O3衬底置于磁控溅射系统中，反应室压力为
1Pa，通入氮气和氩气5min；
(2b)以5N纯度的铝为靶材，采用射频磁控溅射工艺，在覆盖石墨烯的
Al2O3衬底上溅射氮化铝薄膜，得到溅射氮化铝的基板；
(3)热处理：
(3a)将溅射氮化铝的基板置于金属有机物化学气相淀积MOCVD反应室
中，向反应室通入氢气与氨气的混合气体5min；
(3b)通入氢气与氨气的混合气体5min后，将反应室加热到600℃，对溅
射氮化铝的基板进行20min热处理，得到热处理后的基板；
(4)生长氮化铝过渡层：
(4a)保持反应室压力为40Torr，将温度升到1050℃，依次通入氢气、氨
气和铝源；
(4b)在氢气、氨气和铝源的气氛下，采用化学气相淀积法在热处理后的
基板上生长氮化铝过渡层，得到氮化铝基板；
(5)生长低V-III比氮化镓层：
(5a)将反应室压力降为20Torr，温度降到1000℃，依次通入氢气、氨气
和镓源；
(5b)在氢气、氨气和镓源的气氛下，采用化学气相淀积法在氮化铝基板
上生长氮化镓外延...

【专利技术属性】
技术研发人员：张进成，陈智斌，吕佳骐，郝跃，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61